Quản lý chất lượng nuôi trồng thủy sản-Chương 3 ppt

CHƯƠNG 3 ĐẶC TÍNH HÓA HỌC CỦA MÔI TRƯỜNG NƯỚC 1 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NƯỚC THIÊN NHIÊN Các hợp chất vô cơ và hữu cơ trong nước tự nhiên có thể tồn tại ở dạng ion hòa tan, khí hòa tan

CHƯƠNG 3

ĐẶC TÍNH HÓA HỌC CỦA MÔI TRƯỜNG NƯỚC

1 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NƯỚC THIÊN NHIÊN

Các hợp chất vô cơ và hữu cơ trong nước tự nhiên có thể tồn tại ở dạng ion hòa tan,

khí hòa tan hoặc rắn hoặc lỏng Chính sự phân bố của các hợp chất này quyết định

bản chất của nước tự nhiên: nước ngọt, nước lợ hay nước mặn; giàu dinh dưỡng hay

nghèo dinh dưỡng; nước cứng hoặc nước mềm; nước bị ô nhiễm nặng hay nhẹ

Chúng ta có gặp trong nước thiên nhiên hầu hết các nguyên tố có trong vỏ trái đất và

trong khí quyển, song chỉ có một số nguyên tố có số lượng đáng kể, nhiều nguyên tố

này ta gọi là thành phần chính của nước thiên nhiên (nguyên tố đa lượng) Những

nguyên tố là thành phần chính của nước thiên nhiên là: H, O, N, C, Na, Ca, Mg, I, Cl,

S , K, Fe, Mn, Br, Si, P Ngoài ra, còn có nhiều nguyên tố khác với số lượng ít hơn

(nguyên tố vi lượng): Al, Zn, Cu, Mo, Co, B, F, Nước tự nhiên là dung môi tốt để

tan hầu hết các acid, baz và muối vô cơ

- Các hợp chất hữu cơ hòa tan như: đường, acid béo, amino acid, acid humic,

tanin, vitamine, peptid, protein, urea, sắc tố thực vật và vài hợp chất sinh hóa

khác

- Các chất vẩn hữu cơ như: keo hay các sản phẩm phân hủy của các hợp chất

hữu cơ, động thực vật phù du, vi sinh vật

- Các chất vẩn vô cơ như: keo sét hay các loại hạt sét thô

Ta nhận thấy rằng tổng nồng độ các ion hòa tan trong nước biển cao hơn so với trong

nước sông Sự hòa tan các chất rắn (ion) trong nước chính là yếu tố quyết định độ

mặn của nguồn nước Nồng độ các ion hòa tan càng cao độ dẫn điện (EC) của nước

càng cao Độ mặn được định nghĩa là tổng chất rắn hòa tan (TDS) trong nước Do vậy

độ mặn có thể được xác định qua độ dẫn điện Độ dẫn điện (EC) được đo bằng qua

đơn vị micro Siemen/cm (S/cm)

24

Bảng 3-1 Thành phần các phần tử hòa tan trong nước biển và nước sông trên thế giới

Nồng độ (mg/L) Xếp hạng

Yếu tố đa lượng

19.340 10.770 2.712 1.294

4 2+

(Mg ) 2+

(Ca ) +

(HCO )

-

3

- (Br ) + (Sr )

(B) (Si) (F) (N) (P)

Yếu tố vi lượng mg/L

4,500 (5.000) 1.400 (250) (35)

Nước sông Nồng độ (mg/L)

Theo Nicol 1960, Burton 1976, and Liss 1976 (Trích dẫn bởi C.K Lin & Yang Yi, 2001) Xếp hạng và các yếu tố vi lượng ở nước biển được

chú ý và sắp hạng riêng biệt trong khi ở nước ngọt các yếu tô được xếp hạng chung Giá trị trong dấu ngoặc là giá trị trung bình

+

Nồng độ ion H trong dung dịch biểu thị bằng trị số pH, pH = - lg[H ] Khái niệm pH +

được phát triển từ quá trình ion hóa của nước:

+

2 PH

2.1 Động thái của ion H trong môi trường nước

H O + H O = H O + OH hay đơn giản hơn là H O =H + OH 2 2 3 2

(2.1) Hằng số cân bằng K w của quá trình phân ly trên phụ thuộc vào nhiệt độ của nước Thí

dụ, trong môi trường nước sạch ở nhiệt độ 25 C K = 10 w

[H ][OH ] = K = 10 + - w -14 (2.2)

(Bảng 3-2)

Từ phương trình (2.1) mỗi phân tử nước phân ly thành 1 ion H và 1 ion OH , nên

[H ]=[OH ] Thế vào phương trình (2.2) ta được: + -

[H ][H ] = K = 10 + + w -14 [H ] = 10 = 0,0000001 mole/L + -7

Để tránh sử dụng giá trị số quá nhỏ, các nhà hóa học đã chuyển đổi giá trị nồng độ

[H ] thành -lg[H ] = pH vào đầu những năm của thế kỷ 1900 + +

25

-14

-14 0,2920 x 10

-14 0,6809 x 10

-14 1,496 x 10

-14 2,919 x 10

-14

-14 0,4505 x 10

-14 1,008 x 10

-14 2,089 x 10 +

Mặc dù pH bằng 7 thường là điểm trung tính (điểm mà nồng độ [H ] bằng nồng độ

[OH ], nhưng không hoàn toàn đúng ngoại trừ trường hợp nhiệt độ là 25 C, khi đó -

K =10 Thí dụ, ở nhiệt độ 35 C thì điểm trung tính là: -14

[H ] = 2,1 x 10

-6,84 [H+] = 10

-14 nồng độ nhỏ hơn 10

+

mole/L thì giá trị pH lớn hơn 14 Thí dụ, dung dịch chứa nồng

+ -16 -16

thì pH = -lg[10 ] = 16

Ion H có trong môi trường nước chủ yếu là sản phẩm của quá trình thủy phân các ion

Fe và Al trao đổi trong keo đất, quá trình oxy hóa các hợp chất của sắt và lưu

huỳnh (quá trình oxy hóa đất phèn tiềm tàng - FeS 2) Quá trình oxy hóa đất phèn tiềm

tàng thường làm pH giảm thấp (dưới 4,5)

3+ 3+

2FeS + 7O + 2H O = 2FeSO + 4H + 2SO 2 2 2 4 + 4 2-

2FeSO 4 + 1/2O 2 + H 2SO 4 = Fe 2(SO 4) 3 + H 2O

FeS + 7Fe (SO ) + 8H O = 15FeSO + 18H + 8SO 2 2 4 3 2 4

Fe (SO ) + 6H O = 2Fe(OH) + 6H + 3SO 2 4 3 2 2 +

pH của nước còn bị giảm do quá trình phân hủy hữu cơ, hô hấp của thủy sinh vật, hai

quá trình này giải phóng ra nhiều CO , CO phản ứng với nước trạo ra H và 2 2 +

bicarbonate làm giảm pH của nước Các phương trình phản ứng như sau:

Ngược lại, quá trình quang hợp của thực vật hấp thu CO 2 làm pH tăng dần, khi CO 2 tự

do hòa tan trong nước bị hấp thụ hoàn toàn thì pH tăng lên 8,34 Do thực vật quang

hợp hấp thụ CO 2 nhanh hơn lượng CO 2 tạo ra từ quá trình hô hấp của thủy sinh vật

nên thực vật phải lấy CO từ sự chuyển hóa HCO và sinh ra nhiều carbonate làm 2 -

tăng pH của nước lên trên 8,34

2HCO 3 -  CO 2 + CO3 2-

3

+ H 2O

Do quá trình quang hợp diễn ra theo chu kỳ ngày đêm nên dẫn đến sự biến động pH

theo ngày đêm Ban ngày có ánh sáng, thực vật quang hợp làm pH của nước tăng dần,

pH đạt đến mức cao nhất vào lúc 14:00-16:00 giờ vì lúc này cường độ ánh sáng cao

nhất Ban đêm chỉ có quá trình hô hấp xảy ra làm tăng hàm lượng CO 2 làm pH giảm,

pH giảm đến mức thấp nhất vào lúc binh minh (6:00 giờ) Biên độ biến động pH theo

ngày đêm phụ thuộc vào mức độ dinh dưỡng của môi trường nườc vì dinh dưỡng

Hình 3-1 Biến động pH theo ngày đêm

Nước thiên nhiên trong các thủy vực, pH của môi trường được tự điều chỉnh nhờ hệ

đệm carbonic-bicarbonate (xem mục 3.1)

+

2.2 Ý nghĩa sinh thái học của ion H trong môi trường nước

pH là một trong những nhân tố môi trường có ảnh hưởng rất lớn trực tiếp và gián tiếp

đối với đời sống thủy sinh vật như: sinh trưởng, tỉ lệ sống, sinh sản và dinh dưỡng pH

thích hợp cho thủy sinh vật là 6,5-9 Khi pH môi trường quá cao hay quá thấp đều

không thuận lợi cho quá trình phát triển của thủy sinh vật Tác động chủ yếu của pH

khi quá cao hay quá thấp là làm thay đổi độ thẩm thấu của màng tế bào dẫn đến làm

rối loạn quá trình trao đổi muối-nước giữa cơ thể và môi trường ngoài Do đó, pH là

nhân tố quyết định giới hạn phân bố của các loài thủy sinh vật

pH có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của phôi, quá trình dinh dưỡng, sinh trưởng

và sinh sản của cá Cá sống trong môi trường có pH thấp sẽ chậm phát dục, nếu pH

quá thấp sẽ không đẻ hay đẻ rất ít

27

Trong ao nuôi thủy sản pH thường giảm mạnh (dưới 4,5) gây chết cá thường là do

nguyên nhên oxy hóa của đất phèn, do đó để quản lý pH thấp trong vùng chịu ảnh

hưởng của đất phèn cần chú ý một số vấn đề sau:

- Ở vùng đất phèn không phơi đáy ao nứt nẻ

- Tránh trường hợp đất phèn tiếp xúc với không khí (đất đào ao bị phơi khô)

- Trước những cơn mưa đầu mùa cần bón vôi xung quanh bờ ao (đối với ao mới

đào)

- Ao mới đào nên trao đổi nước nhiều, bón vôi (CaCO 3, hay Dolomite) và bón

phân

- Thay nước, cấp nước mới khi pH giảm thấp

Trong trường hợp pH giảm do CO 2 sinh ra từ quá trình hô hấp của thủy sinh vật hay

phân hủy hữu cơ thường không gây chết cá nhưng pH thấp (dưới 6,5) cũng không có

lợi cho cá Cần hạn chế sự tích lũy vật chất hữu cơ từ phân bón và thức ăn thừa trong

ao, nếu mật độ nuôi cao cần áp dụng biện pháp sục khí để làm giảm CO 2 và làm tăng

hàm lượng oxy hòa tan

2.3.2 Biện pháp khắc phục khi pH cao

Để hạn chế pH tăng cao trong ao nuôi thủy sản cần áp dụng một số biện pháp tránh

tích lũy dinh dưỡng trong ao để hạn chế sự phát triển quá mức của thực vật

- Cải tạo ao tốt ở đầu vụ nuôi

- Không cho thức ăn quá thừa và bón phân quá liều

- Áp dụng các biện pháp khống chế sự phát triển của thực vật

Khi độ pH của nước tăng cao trên 9 có thể áp dụng biện pháp hóa học là dùng phèn

nhôm Al 2(SO 4) 3.14H 2O để hạ pH xuống 8,34

A 2l ( SO 4 3) 14H 2O + H 2O 2Al(OH) 3 + 6H + + 3SO 4 + 14H 2O

28

Như vậy, dùng khoảng 1 mg phèn có thể loại bỏ 1 mg độ kiềm carbonate Ngoài phèn

nhôm, thạch cao (CaSO 4.2H 2O) cũng được dùng để điều hòa pH vì Ca kết tủa

carbonate

3 CACBON DIOXIDE (CO 2 )

3.1 Động thái của CO 2 trong môi trường nước

CO 2 là nguồn carbon ban đầu cho các quá trình sinh học trong thủy vực CO 2 hòa tan

trong nước được cung cấp từ một số quá trình sau:

- Khuếch tán từ không khí theo quy luật Henry Thí dụ, độ hòa tan của CO 2 ở áp

o suất không khí là 1 atm (760 mm Hg) và 30 C trong nước tinh khiết là C s=665

mL/L x 0,03% = 0,2 mL/L CO 2 (hoặc 0,4 mg/L) Độ hòa tan của CO 2 có thể

được xác định theo bảng sau:

Bảng 3-3 Độ hòa tan của CO 2 (mg/L) trong nước có nhiệt độ và nồng độ muối khác

nhau từ không khí ẩm ở áp suất 1 atm

20 0,98 0,81 0,68 0,57 0,49 0,42 0,37 0,33 0,29

25 0,95 0,79 0,66 0,56 0,48 0,41 0,35 0,31 0,28

0 1,09

10 1,03 0,85 0,71 0,60 0,51 0,44 0,39 0,34 0,30

30 0,93 0,77 0,64 0,54 0,47 0,41 0,35 0,31 0,28

35 0,90 0,75 0,63 0,53 0,46 0,40 0,35 0,31 0,27

40 0,88 0,73 0,61 0,52 0,45 0,39 0,34 0,30 0,27

- Sản phẩm hô hấp của thủy sinh vật tự dưỡng và dị dưỡng vtheo phản ứng:

C 6H 12O 6 + O 2 CO 2 + H 2O

- Sự hòa tan của đá nền đáy (đá vôi, đá vôi đen )

H CO + CaCO Ca(HCO ) Ca + 2HCO -

CaMg(CO ) + 2CO + 2H O Ca + Mg 2+ + 4HCO

- Quá trình chuyển hóa từ HCO , quá trình này chỉ xảy ra khi có sự quang hợp

của thực vật phù du, lúc đó thực vật hấp thu mạnh CO 2

Hàm lượng CO 2 hòa tan trong nước thiên nhiên ở các thủy vực thường gia tăng vào

ban đêm và giảm thấp vào ban ngày, nghĩa là nó niến thiên hoàn toàn ngược lại với

oxy hòa tan

Khi hòa tan trong nước, một phần nhỏ CO 2 sẽ liên kết với nước hình thành H 2CO 3,

phần lớn bị phân ly thành ion HCO và CO 3 hình thành một hệ thống cân bằng

động: CO 2 trong không khí, CO 2 trong nước, H 2CO 3, Ca(HCO 3) 2, CaCO 3 hòa tan

trong nước và CaCO 3 kết tủa Tỷ lệ của các thành phần trên trong muối phụ thuộc vào

nhiệt độ và pH của nước Sự phân ly của H 2CO 3 và hằng số cân bằng (K 1) được trình

bày như sau:

H 2CO 3 là một chất phân ly mạnh nên chúng luôn tồn tại trong nước với tỉ lệ dưới 1%,

đo đó hàm lượng của H 2CO 3 và CO 2 được gộp chung gọi là tổng CO 2 (Total CO 2):

Nước sạch bão hòa CO ở 25 C và áp suất khí quyển (760 mm Hg) có hàm lượng tổng

CO 2 là 0,46 mg/L (Bảng 3-3) và theo lý thuyết nếu tính toán dựa trên phương trình

cân bằng (3.2) thì độ pH của nước là 5,68 Ở hàm lượng tổng CO 2 cao hơn thì pH sẽ

thấp hơn Thí dụ, hàm lượng tổng CO 2 là 30 mg/L thì độ pH khoảng 4,8 CO 2 hòa tan

trong nước không thể làm giảm pH xuống dưới 4,5

Độ hòa tan của CO 2 trình bày ở Bảng 3-3 chỉ áp dụng cho điều kiện nước sạch Trong

nước có chứa hàm lượng bicarbonate (HCO ) cao hơn thì hàm lượng CO ở trạng thái

cân bằng sẽ cao hơn nhiều Thí dụ, ở pH bằng 7 và hàm lượng bicarbonate là 61 mg/L

thì hàm lượng tổng CO 2 ở trạng thái cân bằng được tính như sau:

Bicarbonate được hình thành từ sự phân ly của acid carbonic có thể tiếp tục bị phân ly

với hàng số cân bằng (K 2) theo phương trình:

HCO H + CO 3 - + 3 2- K2 -10,33

= 10 (3.3) Phương trình cân bằng động của phản ứng (3.3) như sau:

30

rất thấp khi [CO 3 ] = [Tổng CO2- 2] (xem hình 3-3)

Giá trị pH lúc đó bằng 8,34 và được tính như sau:

Khi pH cao hơn 8,34 thì trong nước không tồn tại CO 2 tự do và khi pH thấp hơn 8,34

thì không tồn tại CO32- trong nước

Như vậy, sự tồn tại của các dạng CO , HCO , CO 2 3 - 2-

- Độ kiềm tổng cộng: tổng hàm lượng bazơ chuẩn độ trong nước thể hiện bằng

đơn vị mg CaCO 3/L pH>4,5

- Độ kiềm phenoltalein hay độ kiềm carbonate, pH>8,34

Nước thiên nhiên thường có độ kiềm biến động trong khoảng 5-500 mg/L Theo Boyd

& Walley (1975) (trích dẫn bởi Boyd, 1990), ao có độ kiềm thấp thường ở vùng đất

cát, trong khi ao có độ kiềm cao thường ở vùng đất thịt và sét, nơi có chứa nhiều

CaCO 3 Hàm lượng kiềm lớn hơn 20 mg CaCO 3/L là thích hợp cho ao nuôi giúp ổn

định pH và tăng lượng khoáng

CO và HCO tồn tại trong nước sẽ giúp ổn định pH, CO -HCO được gọi là hệ đệm

của nước Khả năng đệm của nước dùng để chỉ khả năng chống lại sự thay đổi pH khi

môi trường tăng tính acid hay bazơ nhờ khả năng trung hòa acid của HCO và khả

năng trung hòa bazơ của CO 2

Nếu ion H tăng (pH giảm) thì HCO sẽ phản ứng với H+ tạo ra CO , hằng số cân

bằng K 1 được duy trì và pH ít thay đổi Ngược lại, khi ion bazơ tăng, CO 2 sẽ phản ứng

+ nước sinh ra H để trung hòa bazơ ngăn cản quá trình tăng pH

3.2 Ý nghĩa sinh thái học của CO 2 trong môi trường nước

CO 2 đóng vai trò rất quan trọng trong đời sống của vùng nước, CO 2 là một bộ phận cơ

bản tham gia vào việc tạo thành chất hữu cơ trong quá trình quang hợp CO 2 gắn liền

với vòng tuần hoàn của các chất trong thủy vực, trong đó có việc tạo thành và phân

hủy các hợp chất hữu cơ trao đổi Ca, Mg và các muối bicacbonate, cacbonate trong

nước Vì vậy, nếu hàm lượng CO 2 hòa tan trong nước thấp sẽ hạn chế năng suất sinh

học sơ cấp

Tuy nhiên, CO 2 tồn tại dưới dạng tự do ở nồng độ cao cũng không có lợi cho đời sống

của thủy sinh vật Nếu áp suất của CO 2 trong nước lớn hơn áp suất của CO 2 trong máu

cá sẽ làm cản trở quá trình bài tiết CO 2 từ máu cá ra môi trường ngoài, đưa đến sự tích

tụ CO 2 trong máu cá dẫn đến những sự thay đổi mạnh mẽ các phản ứng sinh lý của cơ

thể cá (Hình 3-4)

- Làm giảm khả năng vận chuyển oxy của máu

- Làm tăng ngưỡng oxy của cá

- Làm tăng độ acid của máu (pH giảm sẽ ảnh hưởng đến các trạng thái tồn tại

của protid trong máu )

32

Hình 3-4 Ảnh hưởng của hàm lượng CO 2 lên độ bão hòa oxy của hemoglobin

Theo Hart (1944), Haskel & Davies (1958) thì hầu hết loài cá có thể tồn tại trong

nước có hàm lượng CO 2 tự do khoảng 60 mg/L Theo Ellis (1937) thì quần thể cá phát

triển tốt khi môi trường nước chứa đựng hàm lượng CO 2 tự do nhỏ hơn hoặc bằng

5ppm Trong ao nuôi thủy sản hàm lượng CO 2 biến động từ 0 (giữa trưa) đến 5 hay 10

mg/L (ban đêm) là không ành hưởng xấu đến sức khỏe của cá (trích dẫn bởi Boyd,

1990)

3.3 Biện pháp tránh tích lũy CO 2 gây độc hại trong cá ao nuôi cá

Hàm lượng khí CO 2 vượt quá mức (>10 mg/L) và hàm lượng oxy hòa tan thấp trong

nước có thể gây hại cho cá do CO 2 làm cản trở sự hấp thụ O 2 của cá Nguyên nhân

dẫn đến CO 2 cao là do hoạt động dị dưỡng lớn hơn hoạt động tự dưỡng, nước ao tích

lũy nhiều vật chất hữu cơ hay tảo tàn Để tránh hiện tượng tích lũy CO 2 gây độc cho

cá, khi nuôi cá cần chú ý những điểm sau đây:

- Sau mỗi chu kỳ cần vét đáy ao, để lại lớp bùn đáy không quá 20 cm và phơi

đáy ao từ 2-3 ngày để các hợp chất hữu cơ trong đáy ao bị phân hủy hoàn toàn

- Trong quá trình nuôi, không được cho nhiều cỏ rác, mùn bã hữu cơ vào ao,

nhất là bón phân hữu cơ cần chú ý liều lượng thích hợp

- Khi nuôi cá với mật độ cao cần phải sục khí để làm tăng sự khuếch tán của

CO 2 ra không khí và tăng hàm lượng oxy hòa tan

Khi CO 2 trong nước quá cao có thể áp dụng các biện pháp làm giảm CO 2 như sau:

- Dùng Ca(OH)2

2CO 2 + Ca(OH) 2 Ca(HCO 3) 2

Để làm giảm 88 mg CO 2 cần gùng 74,08 mg Ca(OH)2

Vậy muốn làm giảm 1 mg CO 2 cần dùng 0,84 mg Ca(OH)2

Chú ý: dùng Ca(OH) 2 quá nhiều (thừa) có thể làm tăng pH nhanh chóng đến mức

nguy hiểm, hàm lượng NH 3 cũng sẽ tăng khi pH tăng

33

- Dùng Na 2CO3

2CO 2 + Na 2CO 3 + H 2O NaHCO3

Để làm giảm 44 mg CO 2 cần gùng 105,98 mg Na 2CO3

Vậy muốn làm giảm 1 mg CO 2 cần dùng 2,4 mg Na 2CO3

Dùng Na 2CO 3 thì an toàn hơn Ca(OH) 2, nhưng tốn kém hơn

4 OXYGEN (O 2 )

4.1 Động thái của oxy hòa tan trong môi trường nước

Oxy hòa tan trong nước chủ yếu là do khuếch tán từ không khí vào, đặc biệt là các

thủy vực nước chảy Sự hòa tan của oxy cũng tuân theo quy luật Henry và có thể được

tính theo công thức sau đây:

= sự hoà tan của khí,

= hiệu suất hoà tan

= áp suất riêng phần của khí Thí dụ, ở 30 oC và 1 atm (760 mm Hg) hàm lượng oxy hòa tan = 26,1 mL/L x 0,209 =

5,5 mL/L hoặc = 5,5 mL/L x 1,4 = 7,7 mg/L (32.000mg/22.400 mL = 1,4) Phần trăm

bão hòa của oxy trong nước phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ và nồng độ muối nhất

định (Bảng 3-4) Nước hòa tan nhiều hơn hay ít hơn nồng độ bão hòa được gọi là quá

bão hòa hay dưới bão hòa Hiện tượng oxy hòa tan quá bão hòa thường xảy ra do sự

thay đổi nhiệt độ và áp suất

Oxy hòa tan trong nước còn do sự quang hợp của thực vật trong nước, quá trình này

thường diễn ra mạnh trong các thủy vực nước tĩnh

Trong nước hàm lượng oxy hòa tan có thể mất đi do quá trình hô hấp của thủy sinh

vật hay quá trình oxy hóa vật chất hữu cơ trong nước và trong nền đáy ao Nguồn

cung cấp và tiêu thụ oxy trong thủy vực được trình bày ở Hình 3-5

Trong thủy vực nước chảy hàm lượng oxy hòa tan thường ít khi vượt quá bão hòa

Trong khi đó, ở các thủy vực nước tĩnh thực vật quang hợp tạo ra oxy lớn hơn gấp

nhiều lần so với quá trình hô hấp của thủy sinh vật, do đó hàm lượng oxy hòa tan có

thể vượt quá mức bão hòa trên 200% (Hình 3-6)

34

Bảng 3-4 Độ hòa tan của oxy (mg/L) dưới tác dụng của nhiệt độ, độ mặn 0-40‰

(không khí ẩm, khí áp = 760 mm Hg) Theo Colt (1984) Trích dẫn bởi

20

12,737 12,398 12,073 11,763 11,467 11,183 10,911 10,651 10,401 10,162 9,932 9,711 9,499 9,295 9,099 8,911 8,729 8,554 8,385 8,222 8,065 7,914 7,767 7,626 7,489 7,357 7,229 7,105 6,984 6,868 6,755 6,645 6,539 6,435 6,335 6,237 6,142 6,050 5,960 5,872 5,787

25

12,309 11,984 11,674 11,376 11,092 10,820 10,560 10,311 10,071 9,842 9,621 9,410 9,207 9,011 8,823 8,642 8,468 8,300 8,138 7,982 7,831 7,685 7,545 7,409 7,277 7,150 7,027 6,908 6,792 6,680 6,572 6,466 6,364 6,265 6,168 6,074 5,983 5,894 5,807 5,723 5,641

10

13,638 13,268 12,914 12,576 12,253 11,944 11,648 11,365 11,093 10,833 10,583 10,343 10,113 9,891 9,678 9,473 9,276 9,086 8,903 8,726 8,556 8,392 8,233 8,080 7,931 7,788 7,649 7,515 7,385 7,259 7,136 7,018 6,903 6,791 6,682 6,577 6,474 6,374 6,277 6,183 6,091

30

11,896 11,585 11,287 11,003 10,730 10,470 10,220 9,981 9,752 9,532 9,321 9,118 8,923 8,735 8,555 8,381 8,214 8,053 7,898 7,798 7,603 7,463 7,328 7,198 7,072 6,950 6,831 6,717 6,606 6,498 6,394 6,293 6,194 6,099 6,006 5,915 5,828 5,742 5,659 5,577 5,498

35

11,497 11,198 10,913 10,641 10,380 10,131 9,892 9,662 9,414 9,232 9,029 8,835 8,648 8,468 8,295 8,129 7,968 7,814 7,664 7,521 7,382 7,248 7,118 6,993 6,872 6,754 6,641 6,531 6,424 6,321 6,221 6,123 6,029 5,937 5,848 5,761 5,676 5,594 5,514 5,436 5,360

40

11,111 10,815 10,552 10,291 10,042 9,802 9,573 9,354 9,143 8,941 8,747 8,561 8,381 8,209 8,043 7,883 7,730 7,581 7,438 7,300 7,167 7,038 6,914 6,794 6,677 6,565 6,456 6,350 6,248 6,148 6,052 5,959 5,868 5,779 5,694 5,610 5,529 5,450 5,373 5,297 5,224

35

Hình 3-5 Nguồn cung cấp và tiêu thụ oxy trong thủy vực

Hình 3-6 Sự gia tăng (quang hợp) và giảm hàm lượng oxy hòa tan (hô hấp) trong ao cá

giàu dinh dưỡng

36

Trong các ao nuôi thủy sản hàm lượng oxy có sự biến động lớn theo ngày đêm, mức

độ biến động phụ thuộc vào mức độ dinh dưỡng và sự phát triển của thực vật Trong

ao nuôi nghèo dinh dưỡng, thực vật kém phát triển nên biên độ dao động của oxy nhỏ

Trong ao giàu dinh dưỡng thực vật phát triển mạnh, vào ban ngày chúng quang hợp

làm hàm lượng oxy hòa tan tăng cao vượt quá mức bão hòa và đạt mức cao nhất vào

khoảng 14:00-16:00 giờ Ngược lại, ban đêm quá trình hô hấp của thủy sinh vật tiêu

thụ nhiều oxy làm hàm lượng oxy hòa tan giảm dần và đạt mức thấp nhất vào sáng

sớm Những ao quá giàu dinh dưỡng, hàm lượng oxy hòa tan vào sáng sớm có thể

giảm đếm mức 0 mg/L và đạt đến mức quá bão hòa 200% vào giữa trưa (Hình 3-7)

Hình 3-7 Những thay đổi ngày đêm về hàm lượng oxy hoà tan (mg/L) trong ao nghèo

dinh dưỡng (đường chấm), ao giàu dinh dưỡng (đường gạch) và quá giàu

dinh dưỡng (đường liền)

Trong một ao nuôi thủy sản hàm lượng dinh dưỡng và mật độ thực vật phù du có

khuynh hướng tăng dần vào cuối vụ nuôi, do đó sự biến động hàm lượng oxy hòa tan

theo ngày đêm cũng tăng dần Đầu vụ nuôi, hàm lượng dinh dưỡng và mật độ thực vật

phù du thấp nên hàm lượng oxy hòa tan thường thấp hơn mức bão hòa và ít biến

động Càng về cuối vụ nuôi, thực vật phù du phát triển làm hàm lượng oxy hòa tan

biến động mạnh, khi thực vật phù du phát triển quá mức thì hàm lượng oxy hòa tan

lúc thấp nhất (sáng sớm) sẽ thấp hơn nhu cầu của cá, cần phải có biện pháp khắc phục

(Hình 3-8)

37

Hình 3-8 Mối quan hệ giữa sự phát triển của thực vật nổi và hàm lượng oxy hoà tan

trong chu kỳ nuôi thịt tôm càng xanh (Theo C.W Lin & Yang Yi, 2001)

4.2 Ý nghĩa sinh thái học của oxy hòa tan trong môi trường nước

Oxy là chất khí quan trọng nhất trong số các chất khí hòa tan trong môi trường nước

Nó rất cần đối với đời sống sinh vật đặc biệt đối với thủy sinh vật, vì hệ số khuếch tán

của oxy trong nước nhỏ hơn rất nhiều so với trong không khí Theo Krogh (1919)

(trích dẫn bởi Boyd, 1990) thì hệ số khuếch tán của oxy trong không khí là 11 còn

-6

trong nước chỉ là 34.10 Do đó, dễ đưa đến hiện tượng thiếu oxy cục bộ trong thủy

vực Hơn nữa, trong thủy quyển oxy hòa tan chỉ chiếm 3,4% thể tích, còn trong khí

quyển nó chiếm tới 20,98% thể tích

Hình 3-9: Ảnh hưởng của hàm lượng oxy hòa tan lên sức khỏe cá Theo Swingle (1969),

trích dẫn bởi Boyd (1990)

38